Chemiczne skały osadowe – powstają w wyniku wytrącania się różnych substancji z roztworów. Jeśli wytrącanie się osadów spowodowane jest działalnością fizjologiczną organizmów lub pod wpływem rozkładu substancji organicznej to powstają skały biochemiczne.

Skały organogeniczne - skały osadowe powstałe na skutek nagromadzenia szczątków organicznych lub wytrącenia substancji chemicznych powstałych na skutek przemian fizjologicznych organizmów.

Główne typy skał organogenicznych i chemicznych wyróżnione są ze względu na skład chemiczny:

a). węglanowe – wapienie, margle, dolomity, syderyty,

b).krzemionkowe – krzemienie, czerty, radiolaryty, opoki, spongiolity, diatomity, martwice krzemionkowe, ziemia okrzemkowa

c). ewaporaty – gips, anhydryt, sól kamienna, sól potasowo-magnezowa,

d). paliwa kopalne – torf, węgiel brunatny, węgiel kamienny, ropa naftowa,

Skały węglanowe i ewaporaty

Do skał węglanowych zalicza się:

1. Wapienie

2. Dolomity

3. Syderyty

Ad.1.

Wapienie złożone są głównie z węglanu wapnia CaCO₃, niemal zawsze w postaci kalcytu, ale również z aragonitu i dolomitu.. Niektóre młode wapienie mogą zawierać aragonit (w starszych skałach przekształca się w kalcyt). Powstają w wyniku przeobrażenia luźnego osadu wapiennego w zwięzłą skałę (proces lityfikacja). Wapienie pozbawione domieszek są białe, jednak zwykle są zabarwione substancjami niewęglanowymi przez co mają różną barwę – szare, czarne, brunatne, żółtawe, zielonkawe). Zwięzłe wapienie maja twardość podobną do kalcytu.

Wśród składników wapieni wyróżnia się masę podstawową i ziarna.

Masa podstawowa:

1). Mikrytowa – materiał węglanowy o bardzo drobnej frakcji, może występować jako jedyny składnik wapienia lub jako spoiwo wśród składników ziarnistych. Mikryt jest najczęściej osadem wytrąconym chemicznie lub biochemicznie.

2). Sparytowa – zespoły kryształów CaCO₃ (wymiary powyżej 0,01 mm). W wapieniach występuje wyłącznie jako spoiwo, cementujące składniki ziarniste.

Składniki ziarnowe wapieni:

1). Elementy szkieletowe zwierząt i roślin (bioklasty) – przed depozycją uległy pokruszeniu

2). Intraklasty – fragmenty świeżo ułożonego osadu węglanowego, który uległ erozji i redepozycji
w tym samym basenie sedymentacyjnym

3). ooidy – ziarna o kształcie kulistym, złożone z wielu koncentrycznych powłok (lamin). Średnica ziaren do 2 mm

4). Onkoidy – ziarna pochodzenia organicznego, zbudowane podobnie jak zooidy

5). Peloidy – ziarna o różnej genezie, zbudowanej z mikrokrystalicznej substancji węglanowej.

Klasyfikacja wapieni oparta jest na ich głównych składnikach.

Wapienie chemiczne i biochemiczne:

1). Wapienie mikrytowe – składają się z bardzo drobnoziarnistego osadu wapiennego. Makroskopowo nie dostrzega się składników ziarnistych. Cechy wapieni zależą m.in. od porowatości. Wapienie mikrytowe o nieznacznej porowatości są zwięzłe i mają gładki, muszlowy lub zadziorowaty przełam. Silnie porowate wapienie odznaczają się na ogół słabą zwięzłością i pylastą powierzchnią przełamu.

2). Wapienie oolitowe – utworzone są z ooidów wapiennych. Ooidy są to ziarna o skoncentrowanej budowie, złożone z jądra i zmiennej liczbie otaczających powłok. Powłoki te utworzone są z węglanu wapnia wytrąconego głównie chemicznie, bez udziału organizmów. Powłoki często uzyskują promienistą teksturę.

3). Kreda jeziorna – skała bardzo lekka, porowata i krucha. Przyjmuje zabarwienie białe lub szare. Zawiera liczne szczątki słodkowodnych mięczaków. Muszle małży i ślimaków są zwykle pokruszone. Mogą pojawiać się szczątki roślin.

Wapienie organogeniczne:

1). Wapienie krynoidowe – skały utworzone wyłącznie lub w przeważającej części z elementów szkieletowych liliowców. W postaci przeważającego składnika skałotwórczego występują tylko trachity -szczątki liliowców.

2). Wapienie rafowe – wapienie tworzące kopalne rafy, zwłaszcza duże kompleksy rafowe, charakteryzujące się zróżnicowanym wykształceniem litologicznym.

3). Kreda pisząca - białą, miękka, mało spoista, silnie porowata. Charakterystycznym składnikiem kredy są kokkolity (kalcytowe elementy szkieletowe planktonicznych wiciowców roślinnych).
W znacznych ilościach mogą występować skorupki otwornic i mikryt kalcytowy.

Kreda pisząca odznacza się wysoką zawartością węglanu wapnia, może zawierać domieszki autogenicznej krzemionki, minerałów ilastych, glaukonitu i detrytycznego kwarcu.

Charakterystyka skał węglanowych:

Reakcja z kwasem solnym	Inne cechy rozpoznawcze	Skład mineralny	Nazwa skały
HCl^+++	Barwy szare, kremowe, żółtawe do czarnych	Kalcyt, aragonit	Wapień
HCl^+++	Barwa jasnoszara, żółtawa	Kalcyt, aragonit	Wapień organiczny (nazywany w zależności od dominujących organizmów)
HCl^+++	Barwa biała, brudzi palce	Kalcyt, aragonit	Kreda pisząca
HCl^++ pozostaje osad	Barwa szara, lekko brudzi palce, zwykle daje się zarysować paznokciem	Kalcyt, minerały ilaste	Margiel
HCl^+ po sproszkowaniu lub podgrzaniu	Barwa szara, żółta, brązowawa, czasem kawernista tekstura	Dolomit (kalcyt, minerały ilaste)	dolomit

HCl⁺ - słaba reakcja z kwasem solnym; HCl⁺⁺⁺ - bardzo silna reakcja z kwasem solnym

Ad.2.

Dolomity – skały zawierające co najmniej 50% minerału dolomitu. Podstawową metodą rozpoznawania dolomitów jest ich reakcja z rozcieńczonym kwasem solnym po sproszkowaniu skały lub podgrzaniu kwasu. Dolomity są twardsze od wapieni.

Dolomityzacja – proces polegający na wypieraniu w osadach lub skałach wapiennych Ca przez Mg wskutek czego kalcyt przechodzi w dolomit. Proces ten może zachodzić pod działaniem wód morskich podczas sedymentacji lub diagenezy osadu wapiennego (magnez dostarczany jest wtedy z wód morskich), może być również efektem krążenia w skałach roztworów wodnych wzbogaconych
w magnez, który pochodzi z magmy lub ługowany jest przez te roztwory z innych skał.

Pod względem genetycznym wyróżniamy dolomity:

- syngenetyczne – powstają przez nagromadzenie osadu dolomitowego na dnie morza lub jeziora.

- diagenetyczne – powstają w wyniku przeobrażenia osadu wapiennego podczas lub po zakończeniu jego lityfikacja. Przeobrażenie następuje na dnie basenu sedymentacyjnego dzięki obecności
w osadzie wody zawierającej jony magnezu.

- epigenetyczne – powstają na skutek dolomityzacji wapieni przez krążące w nich wody, zawierające magnez.

W Polsce dolomity występują w utworach dewonu i triasu w regionie śląsko-krakowskim oraz
w Górach Świętokrzyskich. W licznych wierceniach stwierdzono również, że dolomity występują na terenie północnej i zachodniej Polski (w utworach permu) oraz w Tatrach (utwory triasu).

Do ewaporatów (gipsowo-solne) zalicza się:

1). Sól kamienna – halityt ewaporaty

2). sól potasowo-magnezowa solne

3). Złoża gipsowe i anhydrytowe – ewaporaty siarczanowe

Ewaporaty – powstają chemicznie na skutek odparowania (ewaporacji) wody słonych jeziorach oraz wysychających częściach mórz, zawierających łatwo rozpuszczalne związki chemiczne. Krystalizacja ewaporatów odbywa się w ściśle określonej sekwencji związanej ze wzrostem stężenia wody morskiej lub jeziornej (cykl ewaporatowy: sól – gips - anhydryt).

Ewaporaty siarczanowe (gips i anhydryt) są często skałami niemal monomineralnymi i tworzą większe kompleksy skalne lub drobne wkładki w innych skałach.

Ewaporaty solne (sól kamienna i sól potasowo-magnezowa) złożone są głównie z chlorków
i siarczanów sodu, potasu, wapnia i magnezu.

Ad.1.

Sól kamienna (halityt) składa się głównie z halitu, któremu mogą towarzyszyć domieszki innych minerałów solnych i substancji ilastych. Tworzą one skupienia drobno- i średnioziarniste.
Są bezbarwne lub zabarwione na biało, szaro (substancje ilaste), czerwonawo (domieszki związków żelaza). Posiadają charakterystyczny smak.

W Polsce tworzą wystąpienia o charakterze złożowym w utworach mioceńskich na obszarze zapadliska przedkarpackiego (Wieliczka, Bochnia) oraz w osadach cechsztynu antyklinorium środkowopolskiego i pokrywy platformowej wyniesienia Łeby (Kujawy, Kłodawa).

Ad.2.

Sól potasowo-magnezowa składa się głównie z chlorków i siarczanów potasu i magnezu. Najbardziej rozpowszechnionymi solami potasowo-magnezowymi są sylwinity, karnality i sole twarde (złożone głównie z sylwinu, halitu i anhydrytu). Odznaczają się one białym, pomarańczowym lub jaskrawoczerwonym zabarwieniem, ziarnistą strukturą oraz masywną, warstwową teksturą.
Sól potasowo-magnezową odróżniamy smakiem od soli kamiennej – ta pierwsza ma piekący i gorzki smak. Sól potasowo-magnezowa jest również higroskopijna – w wilgotnym powietrzu chłoną wodę
i rozpuszczają się na powierzchni. Sole potasowo-magnezowe szybko tracą połysk i pokrywają się białawym nalotem (woda odparowuje z soli i pozostawia białawy, drobnokrystaliczny osad). Sole te występują razem z solami kamiennymi, ale reprezentują skrajnie suche środowisko depozycji.

Ad.3.

Gips – złożony z minerału gipsu, zwykle wyraźnie krystaliczne. Wielkość i pokrój kryształów mogą być zróżnicowane – od drobnych izometrycznych, po duże (nawet kilkumetrowe) często zbliźniaczone gipsy włókniste. Czysty, grubokrystaliczny gips jest bezbarwny i przezroczysty, ale wraz ze wzrostem udziału domieszek zanika przezroczystość i pojawia się różnorodne zabarwienie – białe, szare, żółtawe, czerwonawe, brunatne.

Identyfikacja gipsu jest prosta, ponieważ jest to skała zbudowana z wyraźnych kryształów oraz jako jedyną można zarysować paznokciem a nie ma charakterystycznego smaku.

Gipsy występują w utworach miocenu regionu świętokrzyskiego i zapadliska przedkarpackiego oraz
w osadach cechsztynu Dolnego Śląska i Niżu Polskiego.

Anhydryt – złożone z minerału anhydrytu. Zwykle są twardsze od gipsów (nie można zarysować paznokciem) i drobnokrystaliczne, choć mogą być włókniste i ziemiste. Najczęściej zabarwione są na biało, szaro lub szaroniebiesko. Nie reagują z rozcieńczonym kwasem solnym. Nie mogą występować na powierzchni, ponieważ ulegają szybkiej hydratacji.

minerał	barwa	rysa	połysk	twardość	łupliwość	Skupienia	uwagi
Gips CaSO4•2H2O	Bezbarwny Szary żółtawy	Biała	Szklisty Perłowy	2	Doskonała	Krystaliczne (tabliczkowe, włókniste) ziarniste	Tworzy długotabliczkowe kryształy, czasem zbliźniaczone (jaskółczy ogon)
Anhydryt CaSO4	Bezbarwny Szary	Biała	Szklisty Perłowy	3,5 – 4	Bardzo dobra	Zbite, Drobnokrystaliczne agregaty	Łatwo ulega uwodnieniu przechodząc w gips
Halit NaCl	Bezbarwny Różnie zabarwiony	biała	Szklisty tłusty	2	Doskonała w trzech kierunkach	Krystaliczne (pokrój izometryczny), ziarniste	Smak słony, higroskopijny, łatwo rozpuszczalny w wodzie

Skały krzemionkowe

Powstają na skutek chemicznego wytrącania krzemionki, nagromadzenia krzemionkowych elementów organizmów (okrzemek, radiolarii, gąbek krzemionkowych), lub w efekcie procesów diagenetycznych lub epigenetycznych, w których substancja ta jest wypłukiwana w jednym miejscu
i wytracana w innym.

Pierwotnymi składnikami skał tej grupy jest kwarc i chalcedon, które z czasem mogą przekrystalizować się w kwarc. Jako domieszki mogą występować minerały ilaste, związki żelaza, kalcyt, glaukonit oraz substancje organiczne.

Skały krzemionkowe mogą mieć charakterystyczny muszlowy przełam i – poza wyjątkami zawierającymi domieszki węglanu wapnia – nie burzą z kwasem solnym.

Do skał krzemionkowych należą:

1. Krzemienie i czerty

2. Gezy i opoki

3. Radiolaryty

Ad.1.

Krzemienie i czerty - powstają na skutek rozpuszczania krzemionki, występującej jako podrzędny składnik większości skał węglanowych. Większość konkrecji krzemionkowych stanowi produkt procesów diagenetycznych i epigenetycznych.

- krzemienie – kontury wyraźnie odcinające się od skały otaczającej, zwykle ciemne i otoczone białą „korą” (może być węglanowa).

- czerty – nieostre kontury, szare zabarwienie, przenikanie się krzemionki ze skałą otaczającą (istnieje stopniowe przejście do skały otaczającej).

Głównym składnikiem jest chalcedon, z domieszką opalu i kwarcu. Konkrecje są bardzo twarde, przełam muszlowy. Powierzchnia jest matowa, niekiedy wykazuje słaby, woskowy połysk.

W Polsce krzemienie i czerty występują w skałach węglanowych jury i kredy oraz
w czwartorzędowych utworach północnej i środkowej Polski.

Paliwa kopalne (kaustobiolity) – organogeniczne skały palne

Cechą charakterystyczna skał jest bardzo wysoka zawartość związków organicznych lub, pochodzącego z rozkładu szczątków organicznych, pierwiastka węgla.

Kaustobiolity powstają ze:

1). Szczątków roślinnych w środowisku śródlądowym lub przybrzeżnym

lub

2). Szczątków organizmów planktonicznych pogrzebanych w osadach dennych mórz i oceanów.

Do organogenicznych skał palnych należą:

1. Torfy

2. Węgle brunatne

3. Węgle kamienne

4. Ropa naftowa

5. Gaz ziemny

6. Asfalty naturalne

Ad.1.

Torfy – składają się z częściowo rozłożonych i nierozłożonych szczątków roślin, domieszek minerałów ilastych, węglanów i detrytycznego kwarcu oraz wody. W torfach można zaobserwować fragmenty o zachowanej strukturze drewna, liście, łodygi i nasiona.

Skałą podobną do torfu są węgle brunatne. Węgiel jest bardziej uwęglony, twardszy, zawarte w nim szczątki roślinne są sła bo zachowane.

Skały są dość luźne i miękkie. Mają zabarwienie od żółtawobrunatnego przez brunatny do brunatno czarnego, nie mają połysku.

Opis makroskopowy skał:

1. Barwa

2. Struktura

3. Tekstura

4. Skład mineralny

5. Nazwa skały

Struktury:

1. Skały pochodzenia chemicznego – struktury krystaliczne, w zależności od wielkości kryształów:

- wielkokrystaliczna – kryształy > 1 mm

- grubokrystaliczna – kryształy 1 – 0,5 mm

- średniokrystaliczna – kryształy 0,5 – 0,1 mm

- drobnokrystaliczna – kryształy 0,1 – 0,01 mm

- skrytokrystaliczna – kryształy < 0,01 mm

1. Skały pochodzenia organicznego:

- organogeniczne – typowe dla skał złożonych głównie ze szczątków organicznych

- organodetrytyczna – skała zbudowana jest z pokruszonych elementów szkieletowych organizmów

1. Wapienie i dolomity:

- mikrytowa (dla dolomitów: dolomikrytowa) – występuje materiał węglanowy o bardzo drobnej frakcji (kilku tysięczne milimetra)

- sparytowa (dla dolomitów: dolosparytowa) – gdy kryształy węglanu wapnia mają wielkość od kilku setnych do kilku milimetrów

Tekstury:

1. Bezładna lub uporządkowana – ze względu na ułożenie składników

2. Zbita lub porowata – ze względu na wypełnienie przestrzeni skalnej